关于长安大学参加2013年西北地区大学生结构设计邀请赛选拔赛的通知.docVIP

附件三：2013年西北地区大学生结构设计邀请赛赛题 、、竞赛模型 3.1模型制作要求 (1) 柱脚：模型柱脚可用胶水固定于底板上，或是直接搁置于底板上。底板为900mm× 400mm× 8mm的木板，底板用螺栓固定于振动台上。 (2) 模型大小：模型屋脊总高度应为550mm，允许误差为±3mm。总高度为模型底板顶面至屋顶(模型顶面)上表面的垂直距离。模型的柱子投影必须位于800mm×300mm的矩形以内和740mm×240mm的矩形以外范围(图1所示虚线)。 图1 模型底板示意图(单位：mm) (3) 屋檐净高：上层屋檐净高为450mm，下层屋檐净高为350mm，允许误差为±3mm。屋檐净高最小尺寸从底板顶面开始计算。 (4) 结构布置要求：模型的柱子数量不限，模型中部沿纵向应保证不小于200mm宽的门洞（图4）。下层屋檐标高以下范围内不能设置任何横向及空间斜向构件。 图4 纵向立面示意图 图5 横向立面示意图 3.2模型及附加瓦片安装要求 (1)利用热熔胶将附加瓦片固定在模型各层屋面结构上，屋面尺寸应符合图2、图3的要求。 (2) 提供两种规格瓦片。正方形瓦片边长为100mm×100mm、厚4mm，重量为312g；等腰直角三角形瓦片直角边长为100mm、厚4mm，重量为156g。由于加载设备限制，模型中附加瓦片总重量不得超过22kg。 (3)试验沿模型横向施加地震作用，模型的抗侧体系应在计算书中阐述清楚。试验时模型放置方向按照安装底板标识(如图1中所示)确定。 四 加载设备介绍 结构模型采用WS-Z30小型精密振动台系统进行模拟水平地震作用的加载，考察模型承载力。振动台系统的主要组成部分及相关参数信息如下： 水平振动台：型号：WS-Z30-50（如图6） 指标：水平台尺寸：506×380×22mm，荷载：30kg，重量：11.5kg，材料：铝合金LY12。 功能：承载实验模型。 激振器：型号：JZ-50（如图7） 指标：工作频率：0.5～3000Hz，最大位移：±8mm，激振力：500N，重量：28kg 功能：使水平台振动。 功率放大器：型号：GF-500W 指标：失真度：1%，噪声： 10mV，输出阻抗：0.5Ω，工作频率：DC～10000Hz， 输出电流：25A，输出电压：25V，功率：500VA，供电电压：220VAC，尺寸：44x48x18cm， 重量：18g 功能：为激振器提供输出功率。 图6 水平振动台和激振器 图7 功率放大器 五、加载与测量 5.1 输入地震波 本次竞赛采用振动台单方向加载，通过输入实测地震动数据模拟实际地震作用。振动台输入的地震波取自2008汶川地震中什邡八角站记录的NS方向加速度时程数据，原始记录数据点时间间隔?t为0.005s，即数据采样频率f为200Hz，全部波形时长为205s，峰值加速度581gal。截取原始记录中第10s~42s区间内的数据，并通过等比例调整使峰值加速度放大为1000gal，作为本次竞赛加载所用的基准输入波，如图所示。 0.4V 200Hz 32秒 0.353g 0.6V 250Hz 26秒 0.783g 0.7V 300Hz 21秒 1.130g 5.3 台面振动加速度峰值的测量 在对每个模型的每一级加载过程中，都通过传感器对台面振动加速度进行实测。本次竞赛采用的加载设备所允许的台面最大位移为±8mm，若一些模型在加载过程中，振动台台面位移超限，致使台面与限位装置撞击，产生高频加速度分量，将会对结果产生影响。因此实测的台面振动加速度将经过滤波处理后输出，设定加载设备的滤波限值为低通20Hz。加载过程中，将实时显示该级加载下台面振动加速度的峰值I。 注：如因台面位移超限而引起的结构不良反应符合5.4所列情况，均判加载失败。 5.4 模型失效评判准则 在进行加载时，出现下列任一情形则判定为模型失效，不能继续加载。同时，将上一个加载级别视为该模型实际所能通过的最高加载级别，并作为模型效率比计算的依据（参见第八项：评分标准）。 (1) 第一级加载时：模型中的任一构件出现破坏； (2) 第二级加载时：模型的主要构件——底层木构架任一构件出现破坏； (3) 第三级加载时：模型整体发生坍塌或任一柱脚的滑移量超过20mm； (4) 一、二级加载过程中有瓦片脱落。 上述失效准则中的“构件破坏”定义为构件出现明显开裂、断开或者节点脱开。 六、模型材料 竞赛期间，承办方为各队提供如下材料及工具用于模型制作，不得擅自使用其它材料。 木材：用于制作结构构件。 木材采用桐木，截面规格有12mm×12mm、mm×10mm、mm×6mm、mm×10mm四种。力学性能参考值：弹性模量1.0×104MPa，30MPa。